Uso de recubrimientos comestibles para limitar los cambios nutricionales y fisiológicos en zanahorias mínimamente procesadas

En la actualidad, el ritmo apresurado de la vida moderna asociado a una mayor conciencia por el consumo de productos saludables, ha provocado un incremento en la demanda de frutas y vegetales mínimamente procesados. Sin embargo, el procesamiento de estos productos implica operaciones que provocan daño celular en los tejidos generando desordenes bioquímicos y fisiológicos y promoviendo el desarrollo de microorganismos, acortando así su vida útil. Entonces se requiere el uso nuevas estrategias y tecnologías que permitan mantener la calidad y extender la vida en estantería de los mismos. El uso de recubrimientos comestibles (RC) está demostrando ser muy útil para la preservación de frutas y vegetales mínimamente procesados. Sin embargo, la efectividad del recubrimiento para limitar la respiración y deshidratación del producto mínimamente procesado depende de las propiedades de barrera frente a los gases y al vapor de agua. Para el desarrollo de la presente investigación, se seleccionaron tres polisacáridos de diferente fuente: carboximetilcelulosa sódica (CMCNa), alginato de sodio (AS) y almidón de mandioca (AM), para estudiar, en un primer momento, su capacidad como materiales de base para la elaboración y caracterización de films comestibles (FC), empleando glicerol como plastificante. Se investigó el efecto de diferentes concentraciones de los polímeros y del plastificante sobre las propiedades de las suspensiones y de los films obtenidos. Se lograron obtener tres formulaciones finales basadas en diferentes combinaciones de polímero - plastificante, una para cada polisacárido en estudio. Las mismas fueron: CMC 1%-Gly 30%; MAN 3%-Gly 20% y ALG 2% Gly-40%, definido principalmente por su mejora sobre las propiedades de barrera. El conjunto de estos resultados permitió arrojar un primer criterio de selección global para obtener una formulación optimizada de cada polímero y su posible aplicación como RC en zanahorias mínimamente procesadas (ZMP), usadas ampliamente como sistema alimentario modelo de diferentes investigaciones, debido a su amplia distribución y accesibilidad, así como también debido a las características propias del tejido. Sin embargo, teniendo en cuenta las limitaciones naturales en términos de propiedades de barrera contra la humedad, debido a la naturaleza hidrofílica de los polímeros estudiados, que desfavorecen y/o limitan la vida útil del producto almacenado, se verificó la necesidad de incorporar algún componente extra a la formulación, como por ejemplo un agente hidrofóbico para contrarrestar las limitaciones de barrera a la humedad y que permita mejorar la calidad de las ZMP. Sin embargo, el agregado de lípidos en la dispersión polimérica que permita una correcta y homogénea combinación de todos los componentes para formar una matriz compuesta, efectiva y estable requiere necesariamente del empleo de técnicas de homogeneización específicas que permitan la reducción de tamaño de las partículas, como los ultrasonidos (US). Esto último fue la base del estudio llevado a cabo en un segundo momento. Teniendo en cuenta que las propiedades funcionales del recubrimiento final se ven a afectadas por la compatibilidad adecuada de lípidos y polímeros, la distribución del tamaño de partícula y la cavitación acústica generada durante el tratamiento de emulsificación asistido por US, el objetivo de este nuevo estudio realizado fue mejorar las formulaciones de RC, a partir de la incorporación de aceite de girasol en diferentes concentraciones y su emulsificación mediante un tratamiento asistido por US. Los resultados arrojaron que las concentraciones de SO añadidas a las diferentes formulaciones de polisacáridos, conjuntamente con el tratamiento US, influyeron significativamente en las propiedades barrera y de afinidad al agua de los films obtenidos. En base a dichas propiedades, pudieron seleccionarse las concentraciones de aceite más apropiadas para formular cada nanoemulsión de polisacárido: ECMC: 0,25% SO; EMAN 0,25% y EALG: 0,15%. Sin embargo, el film EMAN fue la única formulación que presentó mejores propiedades de barrera al agua y microestructura homogénea que los films control. Teniendo en cuenta la importancia de la propiedad de barrera al agua en la conservación de productos de alta actividad acuosa, como los vegetales, el FC EMAN podría actuar como una barrera eficaz para el intercambio de gases. Por lo tanto, en un nuevo capítulo se analizó lo antes descrito, a partir de la evaluación físicoquímica, microbiológica y sensorial de los recubrimientos nano-emulsionados (ECMC, EMAN y EALG) aplicados en zanahorias frescas cortadas y almacenadas bajo refrigeración. Los resultados corroboraron la efectividad del FC EMAN como RC en las ZMP. En este sentido EMAN logró disminuir significativamente la actividad metabólica de las ZMP durante todo el almacenamiento refrigerado, lo cual fue concordante con una actividad enzimática controlada, y, en consecuencia, con un menor índice respiratorio. Todo ello resultó en un desarrollo microbiológico atenuado. Evidentemente, la combinación de una mayor uniformidad y extensión superficial de RC sobre la superficie de la zanahoria, junto a los efectos de la nano-emulsión obtenida por US hicieron que EMAN posea las mejores características como RC efectivo para preservar la calidad de las ZMP, al limitar la transferencia de agua de manera eficiente. Sumado a esto, el recubrimiento de las muestras EMAN contribuye a la conservación de sus atributos sensoriales durante todo el período de almacenamiento. A partir de las ventajas observadas sobre el RC EMAN y como etapa final del presente trabajo de investigación, se estudió una posible aplicación tecnológica de dicha formulación. Para ello se planteó el desarrollo de un mix de cereales ricos en nutrientes a base de zanahoria deshidratada pre- tratada con RC EMAN. Aquí, EMAN actuará como un tratamiento de presenvación ante los posibles y conocidos cambios de calidad que el producto sufre cuando es sometido a un proceso de deshidratación convencional. Los resultados obtenidos corroboraron el éxito del RC EMAN. El producto resultante presentó un gran atractivo, manteniendo sus características nutritivas y sensoriales originales. La combinación de ambas tecnologías (RC + secado) permite desarrollar y obtener un nuevo ingrediente natural, a partir de los subproductos de la industria de hortalizas frescas. Su efectividad, no sólo permitiría generar un impacto económico positivo para la industria de hortalizas frescas procesadas, sino también un atractivo nutritivo, funcional y sostenible, ya que se dará origen a un nuevo producto deshidratado con valor agregado y obtenido a partir de los subproductos de la industria de hortalizas frescas, específicamente, zanahorias.Facultad de Ciencias Exacta